初識 Uniswap v1

Uniswap v1#

uniswap v1 是第一個版本，實現的功能和邏輯都比較簡單，它只支持 eth-erc20 的交易對，固定的手續費 3%
uniswap v1 實現的最基本功能就是恆定乘積做市商系統，在單個交易對內的 eth 和 erc20 代幣數目乘積總體保持恆定，在 AMM 機制中，每個交易者的對手方都是交易池本身

uniswap v1 的代碼就分為 factory 和 exchange 兩部分，下面分別對照代碼講解它的實現機制和原理

factory#

工廠合約，用來維護所有的 exchange 交易對，沒有核心的交易邏輯，核心的方法包括以下兩個：

initializeFactory 用來在創建時設置 exchangeTemplate 合約地址，用作後續所有的 exchange 交易對合約，只允許設置一次
createExchange 用來創建 token 的交易對，create_with_code_of 是用來拷貝指定合約的代碼並部署新的合約

此外在 factory 中還記錄了以下映射關係，便於查詢交易對和 token 信息

tokenCount：記錄當前創建的交易對總數
token_to_exchange：記錄 token 到 exchange 交易對地址的映射
exchange_to_token：記錄 exchange 交易對地址到 token 的映射
id_to_token：記錄交易對 id 到 token 的映射

@public
def initializeFactory(template: address):
    assert self.exchangeTemplate == ZERO_ADDRESS
    assert template != ZERO_ADDRESS
    self.exchangeTemplate = template

@public
def createExchange(token: address) -> address:
    assert token != ZERO_ADDRESS
    assert self.exchangeTemplate != ZERO_ADDRESS
    assert self.token_to_exchange[token] == ZERO_ADDRESS
    exchange: address = create_with_code_of(self.exchangeTemplate)
    Exchange(exchange).setup(token)
    self.token_to_exchange[token] = exchange
    self.exchange_to_token[exchange] = token
    token_id: uint256 = self.tokenCount + 1
    self.tokenCount = token_id
    self.id_to_token[token_id] = token
    log.NewExchange(token, exchange)
    return exchange

exchange#

接口#

每個交易對的交易核心內容在 exchange 合約中，核心方法如下接口所示，主要可以分為以下幾部分：

流動性管理：添加或移除流動性，主要使用對象是 lp
價格查詢：
- 計算賣出一定額度 token 可以換取多少 eth
- 計算賣出一定額度 eth 可以換取多少 token
- 計算買入一定額度 token 可以換取多少 eth
- 計算買入一定額度 eth 可以換取多少 token
提供 ETH 兌換代幣：同上面的價格查詢，也有四種交易方法
提供代幣兌換 ETH：同上面的價格查詢，也有四種交易方法
代幣間兌換：同上面的價格查詢，也有四種交易方法

interface UniswapExchangeInterface {
    // 流動性
    function addLiquidity(uint256 min_liquidity, uint256 max_tokens, uint256 deadline) external payable returns (uint256);
    function removeLiquidity(uint256 amount, uint256 min_eth, uint256 min_tokens, uint256 deadline) external returns (uint256, uint256);
    // 價格查詢
    function getEthToTokenInputPrice(uint256 eth_sold) external view returns (uint256 tokens_bought);
    function getEthToTokenOutputPrice(uint256 tokens_bought) external view returns (uint256 eth_sold);
    function getTokenToEthInputPrice(uint256 tokens_sold) external view returns (uint256 eth_bought);
    function getTokenToEthOutputPrice(uint256 eth_bought) external view returns (uint256 tokens_sold);
    // 提供ETH以兌換代幣
    function ethToTokenSwapInput(uint256 min_tokens, uint256 deadline) external payable returns (uint256  tokens_bought);
    function ethToTokenTransferInput(uint256 min_tokens, uint256 deadline, address recipient) external payable returns (uint256  tokens_bought);
    function ethToTokenSwapOutput(uint256 tokens_bought, uint256 deadline) external payable returns (uint256  eth_sold);
    function ethToTokenTransferOutput(uint256 tokens_bought, uint256 deadline, address recipient) external payable returns (uint256  eth_sold);
    // 提供代幣以兌換ETH
    function tokenToEthSwapInput(uint256 tokens_sold, uint256 min_eth, uint256 deadline) external returns (uint256  eth_bought);
    function tokenToEthTransferInput(uint256 tokens_sold, uint256 min_eth, uint256 deadline, address recipient) external returns (uint256  eth_bought);
    function tokenToEthSwapOutput(uint256 eth_bought, uint256 max_tokens, uint256 deadline) external returns (uint256  tokens_sold);
    function tokenToEthTransferOutput(uint256 eth_bought, uint256 max_tokens, uint256 deadline, address recipient) external returns (uint256  tokens_sold);
    // 代幣之間的互換
    function tokenToTokenSwapInput(uint256 tokens_sold, uint256 min_tokens_bought, uint256 min_eth_bought, uint256 deadline, address token_addr) external returns (uint256  tokens_bought);
    function tokenToTokenTransferInput(uint256 tokens_sold, uint256 min_tokens_bought, uint256 min_eth_bought, uint256 deadline, address recipient, address token_addr) external returns (uint256  tokens_bought);
    function tokenToTokenSwapOutput(uint256 tokens_bought, uint256 max_tokens_sold, uint256 max_eth_sold, uint256 deadline, address token_addr) external returns (uint256  tokens_sold);
    function tokenToTokenTransferOutput(uint256 tokens_bought, uint256 max_tokens_sold, uint256 max_eth_sold, uint256 deadline, address recipient, address token_addr) external returns (uint256  tokens_sold);
}

核心流程#

由於 uniswap 中涉及的交易類型，交易方向比較多，看著會有些複雜，但 uniswap v1 的核心流程可以用這兩張圖體現

作為使用 uniswap 的兩種角色，lp 負責添加和移動流動性，player 負責在交易對中進行 swap

作為 lp，無論添加還是移除流動性都需要按比例進行
作為 player，在交易對中 swap 需要按照恆定乘積的約定來換入換出

uniswap 提供的方法有很多組，命名是有規則的：A-To-B-swap/transfer-input/output

A 和 B 是 token 和 eth 組合
swap transfer：交易類型二選一
input output：交易方向二選一

代幣兌換#

雖然 uniswapv1 的交易對都是由 token-eth 組成的，但是也提供了 tokenA-tokenB 的兌換

實現方式是在兩個池子之間通過 eth 作為中間橋樑完成兩次 swap

價格換算#

根據 swap 時約定的恆定乘積，在價格查詢上有兩個最基本的方法：

getInputPrice 根據輸入計算輸出
getOutputPrice 根據輸出計算輸入

並在此基礎之上衍生了這幾種方法，格式為：A-To-B-Input/Output

A 是主動交易的 token，A-input：即計算買入 A 可以換出多少 B，A-output：即計算賣出 A 可以換出多少 B

因此對於 token-eth input-output 共組合出四種價格查詢方法：

// 價格查詢
function getEthToTokenInputPrice(uint256 eth_sold) external view returns (uint256 tokens_bought);
function getEthToTokenOutputPrice(uint256 tokens_bought) external view returns (uint256 eth_sold);
function getTokenToEthInputPrice(uint256 tokens_sold) external view returns (uint256 eth_bought);
function getTokenToEthOutputPrice(uint256 eth_bought) external view returns (uint256 tokens_sold);